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Messeinrichtung für Schwachstromubertragungssysteme.
Es sind Messeinrichtungen für Schwachstromübertragungssysteme bekannt, die einen Kordensatorkreis mit Gleichrichter enthalten, dessen Auflade-und Entladezeiten genau definiert sind. Sie sind geeignet, zeitlich kontinuierlich rasch veränderliche Amplituden zur Anzeige zu bringen und
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Sprechspannungen benutzt.
Bei den bekannten Anordnungen bewirkt eine Verstärkerröhre
1. Aufladung des Kondensators durch ihren Gitterstrom, wobei die Gitterkathodenstrecke als Gleichrichter wirkt,
2. Anzeige der am Kondensator liegenden Spannung durch ihren Anodenstrom.
Der Gitterstrom beruht zum Teil auf Ioneneffekten und ist deshalb weitgehend ul1definiert. In der Verstärkertechnik ist man bemüht, ihn möglichst gering zu halten. Es treten deshalb bei der Verwendung der bekannten Einrichtungen häufig Schwierigkeiten auf, wenn Röhren ausgetauscht werden. weil ihre Gittercharakteristiken Streuung in weiten Grenzen aufweisen. Es handelt sich sowohl um zum Teil untragbare Änderungen der Empfindlichkeit wie um Verschiebungen der Auf-und Entladezeiten des Kondensatorkreises.
Es sind ferner Spitzenspannungsmesser für Wecl1selspannungen bekannt geworden, die sich einer Reihenschaltung eines Gleichrichters und eines Kondensators bedienen, wobei zur Anzeige ein Elektrometer dient. Derartige Anordnungen sind aber nur sehr beschränkt verwendbar, insbesondere dann nicht, wenn kurze Impulse in ihrer Amplitude ermittelt werden sollen.
Naeh der vorliegenden Erfindung werden derartige Messeinrichtungen dadurch verbessert, dass man in Anlehnung an die erstgenannten dem Hochvakuumrohr nur noch die Funktion der Anzeige der an seinem Gitter liegenden Spannung überlässt und die Aufladung des Kondensators durch einen vorzugsweise als Troekengleiehriehter ausgebildeten, praktisch im Leerlauf betriebenen Gleichrichter bewirken lässt. Es bedeutet dies, dass der Widerstand im Gleichrichterkreis hochohmig gegenüber dem höchsten Sperrwiderstand ist. Nunmehr ist es möglich, beim Austausch der Röhren die etwa abweichende Steilheit der Kennlinie in einfacher Weise auszuregeln, indem man die am Kondensator liegende Spannung dem Gitter über ein Potentiometer zuführt. Dieses wird dann vorzugsweise regelbar ausgeführt, aber so, dass sein Gesamtwiderstand gross gegenüber dem Sperrwiderstand der Gleichrichter ist.
Dadurch wird Leerlauf der Gleichrichter und damit ausserdem, bereits ohne weitere Hilfsmittel, eine hohe Frequenz-und Temperaturkonstanz erreicht, weil im stationären Zustand nur ein geringer Bruchteil der aufgedrückten Spannung am Gleichrichter liegt und die Frequenz-und Temperaturabhängigkeit dieses Spannungsanteils im Vergleich zur Gesamtspannung sehr gering ist.
Die Aufladezeit des Kondensatorkreises ist bestimmt durch die Kapazität des Kondensators. den Durchlasswiderstand der Gleichrichter und etwaige weitere im Aufladekreis liegende Widerstände.
Die Entladezeit ist im wesentlichen gegeben durch die Kapazität des Kondensators und den Sperrwiderstand der Gleichrichter. Der Gütefaktor der Gleichrichter, d. h. das Verhältnis aus Sperr-und Durchlasswiderstand bestimmt das Verhältnis von Entladezeit zu Aufladezeit. Der Gütefaktor kann variiert werden, indem man einem oder mehreren der Gleichrichter eine Vorspannung gibt, die eine Gleich-oder Weehselspannung sein kann.
In der Figur ist als Ausführungsbeispiel das Prinzip eines Höchstwertzeigers schaubildlich dargestellt. Ein Höehstwertzeiger ist ein Gerät zur Messung der im Übertragungssystem der Nachrichtentechnik auftretenden Spannungsspitzen. Die Amplitude kann damit sehr genau ermittelt werden, insbesondere dann, wenn nur ein kurzzeitiger Spannungsstock vorliegt, die Dauer der Impulse selbst
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sator C aufgeladen bzw. wieder entladen wird. Der Widerstand RI ist ein Potentiometer für den Ausgleich etwa abweichender Steilheiten der folgenden Verstärkerröhre V, die lediglich zur Anzeige bzw. zur Gleiehspannungsverstärkung dient. Im allgemeinen wird eine Verstärkung nicht stattfinden, weil das Rohr praktisch im Kurzschluss betrieben wird.
Zur Vermeidung von Gitterstrom erhält das Hoehvakuumrohr eine negative Gittervorspannung, aus demselben Grunde wird der Kondensator so aufgeladen, dass das Gitter bei der Anzeige mehr negativ wird. Die Röhre führt den grössten Anodenstrom, wenn keine Wechselspannung am Gerät liegt. Im Anodenkreis des Rohres befindet sich das Instrument A mit einem Widerstand & im Nebenschluss ; mit Hilfe des Wderstandes R2 kann der elektrische Nullpunkt des Instrumentes A eingestellt werden ; die Nulleinstellung könnte aber auch durch Änderung der Gittervorspannung bewirkt werden. Als Instrument kann auch ein schreibendes
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Drehspulinstrument mit passenden elektrischen und mechanischen Daten angeschlossen werden, wenn es sich darum handelt, die zu messenden Spannungen zu registrieren.
Zur Eichung des Gerätes kann eine bekannte Wechselspannung verwendet werden oder aber ein definierter Gleiehspannungsstoss, z. B. die Entladung eines mit einer bekannten Gleichspannung aufgeladenen Kondensators bekannter Kapazität. Beim Höchstwertzeiger beträgt die Aufladezeit 20 ms, die Entladezeit 5 s.
Versuche mit dem beschriebenen Gerät haben gezeigt, dass die Anzeige von der Frequenz, z. B. über 9 Oktaven, völlig unabhängig ist. Der Temperaturgang ist bei der Anzeige stationärer Wechselspannungen für ein grosses Temperaturintervall kaum merklich. Bei der Anzeige von Wechselspannungsimpulsen besitzen Auflade- und Entladekurven zwischen 10 und 50c C Temperatlll'gang von dun'haus zu vernachlässigender Grösse. Die Messunsirherheit kann bis auf weniger als l o herabgedriickt werden. Bei Austausch der Röhren bzw. der Gleichrichter liegen die Änderungen der Empfindlichkeit
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geringen Grenzen.
Die'Einrichtung nach der Erfindung ist besonders für Impulsmesser geeignet : sie ist aber auch als Pegelzeiger zu verwenden. Nimmt man die Anzeige sp vor, dass am Gleichrichter stets die gleiche
Spannung liegt, indem man durch ein am Eingang des Gerätes liegendes, veränderbares, z. B. in Neperstufen geeichtes Potentiometer auf eine bestimmte Marke der Skala des Anzeigeinstrumentes einstellt, so ist der Gütefaktor, der naturgemäss von der am Gleichrichter liegenden Spannung abhängig ist, konstant. Durch passende Wahl der am Gleichrichter liegenden Amplituden kann man in diesem Fall das Verhältnis von Entladezeit zu Aufladezeit z. B. so festlegen, dass die Anzeige eine reine Spitzenwertanzeige oder eine Effektivwertanzeige ist ; man kann aber auch dazwischenliegende Formen der Anzeige erreichen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Messeinrichtung für Schwachstromübertragungssysteme mit Hilfe eines Gleichrichters und Kondensators, mit definierter Auflade-und Entladezeit des Kondensatorkreises, dadurch gekennzeichnet, dass der vorzugsweise durch einen Troekengleiehriehter gebildete Gleichrichter praktisch im Leerlauf betrieben wird, d. h. der Widerstand im Gleichrichterkreis (R1) hochohmig gegeniiber dem höchsten Sperrwiderstand ist, und dass die am Kondensator bestehende Spannung durch den Anodenstrom einer Hochvakuumröhre zur Anzeige gelangt.